分布式数据库多级一致性统一建模理论研究

分布式数据库系统出现了支持多协调器和多副本存储的新架构,这给事务调度的正确性带来了新的挑战,包括缺少中心协调器带来的新数据异常以及多副本机制带来的读取数据一致性等问题.基于事务隔离级别和分布式系统一致性协议的定义,为多协调器多副本分布式数据库的事务多级一致性构建了一个混合依赖图模型.该形式化模型为事务的正确调度提供具有鲁棒性的评价标准,可以方便地对数据库事务调度情况进行动态或静态分析检验.     

面向两段锁并发控制的RDMA优化技术

分布式事务的性能优化是学术界和工业界的研究热点之一。基于两段锁的并发控制技术可以保证并发事务调度的正确性,目前广泛应用于主流的商用和开源分布式数据库中。然而,现有的研究结果表明,基于传统TCP/IP协议以及Share-Nothing架构的分布式事务处理技术,受制于事务调度器的CPU低利用率、事务调度器与存取节点的网络高延迟,分布式事务的性能瓶颈明显。针对上述两个问题,提出基于远程直接数据存取（RDMA）的两段锁（2PL）并发控制优化技术,利用RDMA的高带宽、低延时以及内核旁路（消除了TCP/IP协议栈所带来的CPU开销）特性,提升分布式事务的性能。主要贡献包括基于RDMA的网络通信算子重写与优化,利用RDMA单边施加、释放读写锁时的原子性保障。基于YCSB测试基准的实验结果表明：单边排他锁算法和单边读写锁算法分别在低、高冲突负载下具有相对优越性;引入RDMA的2PL并发控制,在高冲突负载下,NO WAIT和WAIT DIE两种模式最高可分别实现5.3倍和10.6倍的吞吐量提升。     

内存数据库并发控制算法的实验研究

并发控制算法是数据库系统保证事务执行正确且高效的重要手段,一直是数据库工业界和学术界研究的核心问题之一.将并发控制算法的基本思想归纳为“先定序后检验”,并基于该思想对现有各类并发控制算法进行了重新描述和分类总结.基于在开源内存型分布式事务测试床3TS上的实际对比实验,系统性地探究了各类算法的优缺点和适用场景,为面向内存数据库的并发控制算法的后续研究提供参考.     

基于SQL的图相似性查询方法

图作为一种表示复杂信息的数据结构,被广泛应用于社交网络,知识图谱,语义网,生物信息学和化学信息学等领域.随着各领域应用的普及和深入开展,如何管理这些复杂图数据是目前图数据库技术面临的巨大挑战.图的相似性查询是图数据管理中的热点问题之一.对图查询问题的研究主要包括图的相似性查询等.本文重点研究基于编辑距离（Graph Edit Distance）的图相似性查询处理问题.首先,通过对目前代表性的问题求解算法分析发现,其提出的过滤规则都具有自己的优缺点和适用性.其次,针对已有方法在过滤阶段自身存在优缺点和适用性的问题,提出一种全新的面向关系型数据库的过滤框架,新的过滤框架可以支持所有已有的过滤规则,从而通过结合不同的过滤规则来优化图相似查询算法以提高查询效率.该方法可以最大程度保留不同过滤规则的优点并克服其缺点,从而对不同查询具有普遍适用性.最后,基于PubChem数据集,通过比较算法在求解查询结果的时间消耗,验证本文提出算法的高效性及可扩展性,实验结果表明,本文提出的方法优于现有算法.